1、化学实验方案的设计与评价一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.(2014成都模拟)下列说法正确的是()实验室保存FeCl3溶液应加少量稀盐酸,并且放入少量的铁粉氢氧化钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中向溶液中滴入氯化钡溶液,再加稀硝酸能检验溶液中是否含有S用丁达尔效应可以区分食盐水和淀粉溶液工业上可用金属铝与V2O5在高温下冶炼矾,铝作还原剂A.B.C.D.2.化学实验中常将某些溶液或试剂进行酸化或碱化。下列处理中正确的是()A.检验KClO3中的氯元素,可加入AgNO3和稀硝酸B.为提高KMnO4溶液的氧化能力,用浓盐酸将KMnO4溶液酸化C.检验蔗糖在稀硫酸中水解产生的葡萄
2、糖,应先用NaOH溶液碱化后才能进一步检验D.检验溶液中是否含有S时,先加氯化钡溶液,再加稀盐酸酸化3.(2014太原模拟)下列实验可行的是()A.加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质B.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体C.用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质D.用乙醇从碘水中萃取碘4.如图表示从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是()方案1方案2A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B.方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出S
3、iO2和Fe2O3混合物中的Fe2O35.某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是Mn的颜色,而不是K+的颜色,他设计了以下实验方案。请你判断下列方案与本实验目的无关的是()A.观察氯化钾溶液没有颜色,表明溶液中的K+无色B.在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡,静置后未见明显变化,表明锌与K+不反应C.在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉、振荡、静置后紫红色褪去,表明Mn为紫红色D.将高锰酸钾晶体加热分解,所得的固体质量减轻6.大胆、科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的是()A.探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成B.探究Na与水的反应可能有O2
4、生成C.探究浓硫酸与铜在一定条件下反应产生的黑色物质中可能有CuSD.探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致,还是HClO的漂白性所致7.下表为各物质中所含有的少量杂质,以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法。序号物质杂质除去杂质应选用的试剂或操作方法KNO3溶液KOH加入FeCl3溶液,并过滤FeSO4溶液CuSO4加入过量铁粉,并过滤H2CO2通过盛有NaOH溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶NaNO3CaCO3溶解、过滤、蒸发正确的一组为()A.B.C.D.8.下列实验方案设计正确的是()A.分解高锰酸钾制取氧气后,残留在试管内壁上的黑
5、色物质可用稀盐酸洗涤B.失去标签的AgNO3溶液、稀盐酸、NaOH溶液、AlCl3溶液可选用(NH4)2CO3溶液作鉴别试剂C.用铜丝代替铂丝做焰色反应D.在裂化汽油中加入酸性高锰酸钾溶液,振荡后若紫色褪去即可证明其中含甲苯等苯的同系物9.下列化学实验事实及其解释或结论都正确的是()A.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+B.向1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液,振荡后再加入0.5 mL有机物X,加热后未出现红色沉淀,说明X中不含有醛基C.向CuSO4溶液中加入KI溶液,有白色沉淀生成,再加入四氯化碳振
6、荡,四氯化碳层呈紫色,说明白色沉淀可能为CuID.向浓度均为0.1 molL-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,首先生成蓝色沉淀,说明KspCu(OH)2KspMg(OH)210.(2014南昌模拟)下列实验对应的结论不正确的是()A.能组成Zn-Cu原电池B.能证明非金属性ClCSiC.说明反应2NO2(g)N2O4(g)H0D.白色沉淀为BaSO4二、非选择题(本题包括3小题,共40分)11.(12分)在足量的氯化亚铁稀溶液中,加入12滴液溴,振荡后溶液呈黄色,现对溶液呈黄色的原因有两种猜测。(1)猜测1:溶液呈黄色不是发生化学反应所致,黄色是溶液中含有_引起的(填微粒的化
7、学式)。要证明溶液中确有该物质,可在该溶液中加入,观察到现象。(2)猜测2:溶液呈黄色是发生化学反应所致,则黄色是溶液中引起的,反应的离子方程式为_。要证明溶液中确有该物质,可在溶液中加入,观察到_现象。12.(12分)(能力挑战题)为了鉴别标签遗失的盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙三瓶溶液,将它们编号取样按下图所示的两个步骤进行实验。观察到以下现象:(1)写出试剂的名称及溶液中溶质的化学式:试剂,A,B。(2)本实验若将步骤与步骤颠倒,(填“能”或“不能”)达到实验的目的。如果只用一种试剂来鉴别三种溶液,可选用的试剂是。13.(16分)(能力挑战题)(2014广州模拟)SO2是一种大气污染物,某兴趣
8、小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法,设计如下方案:(1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。其中C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液,则B中所盛试剂为,C中反应的离子方程式为_。(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是_(任写一点即可)。(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH-、S、S、HS等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2 molL-1盐酸、2 molL-1HNO3、1 molL-1BaCl2溶液
9、、1 molL-1Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在S和HS,完成下表的实验操作、预期现象与结论:实验操作预期现象与结论步骤1:取适量“吸收液”于小烧杯中,用胶头滴管取1 molL-1BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量若出现白色浑浊,则溶液中存在S或S步骤2:将小烧杯中的浊液过滤、洗涤,再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中;向冲下的固体_步骤3:_答案解析1.【解析】选A。FeCl3溶液里放入铁粉会使FeCl3变质;向溶液中滴入氯化钡溶液生成白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不消失,不能证明有S,很可能含有S。2.【解析】选C。KClO3中的氯元素以Cl的形式存
10、在,无单个的Cl-,不能用AgNO3检验,A选项错误;为提高KMnO4溶液的氧化能力,应用硫酸酸化,选项B错误;检验溶液中是否含有S时,先加稀盐酸酸化,排除银离子、碳酸根离子等的干扰,再加氯化钡溶液,选项D错误。【误区警示】酸化KMnO4溶液时,不可用盐酸,因为KMnO4氧化性很强,能将盐酸中的氯离子氧化。检验S时,可用氯化钡溶液和稀盐酸,但加入试剂的顺序不同,对干扰的排除效果也不同。先加稀盐酸,可排除S、Ag+、C等的干扰,而先加氯化钡溶液不能排除Ag+的干扰。3.【解析】选A。用Cu可以置换出Ag,A正确;CO2和NaOH也反应,B错;浓硫酸与蛋白质不发生颜色反应,浓硝酸可以,C错;乙醇溶
11、于水不能萃取碘,D错。4.【解析】选D。碳酸氢钠加热也分解,A错误;加热后留下的残留物一定是难分解固体或难挥发的液体,B错误;加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应,C错误;二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠,进而分离出氧化铁,D正确。【方法技巧】实验方案评价的思维方法(1)从实验原理上评价,实验方案要符合原理,保证达到实验目的。(2)从操作步骤、实验现象上评价,实验方案要步骤简单,现象明显。(3)从环境保护上评价,实验方案的设计要充分体现出环保意识。(4)从节能、安全可靠上评价,实验方案的设计要节约能源,节约原料且安全可靠。5.【解析】选D。证明高锰酸钾的紫红色是Mn的颜色,而不
12、是K+的颜色,可选择其他离子的钾盐溶液,观察颜色,与其他物质能否反应,再选择Mn,观察颜色,与其他物质反应后观察颜色,只有选项D与本实验目的无关。6.【解析】选B。由水生成O2,是H2O中的O被氧化,而金属钠只能作还原剂,该猜想违背科学道理,无意义。7.【解析】选C。第组,加入氯化铁会引入杂质Cl-,故不正确;第组,加入铁粉置换出铜,通过过滤而除去铜及过量的铁粉,故正确;第组,利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体,再用浓硫酸干燥氢气,故正确;第组,利用碳酸钙不溶于水,溶解后过滤,再蒸发即可,正确,故选C。8.【解析】选B。高锰酸钾分解后残留的二氧化锰可以用热的浓盐酸洗涤,不能用稀盐酸来清洗。加入(
13、NH4)2CO3溶液时,AgNO3溶液中产生白色沉淀,稀盐酸中产生无色无味的气体,NaOH溶液中产生无色有刺激性气味的气体,AlCl3溶液中既有白色沉淀又有无色无味的气体产生。做焰色反应实验应选用铂丝,不能选用铜丝,因为铜丝灼烧时会产生明显的绿色火焰。裂化汽油中含有较多的烯、炔等不饱和烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色。9.【解析】选C。A项中若溶液中已有Fe3+,也会发生此现象,故A项不正确;B项中氢氧化钠不足,NaOH和CuSO4的混合液不能氧化醛,而得不到红色沉淀,故该项不正确;C项中CuSO4溶液中加入KI溶液,生成单质碘,说明Cu2+被还原,若生成单质铜,沉淀应为红色,而沉淀为白色说明可能
14、生成了CuI,故该项正确;组成相似的难溶电解质,Ksp小的先沉淀,D项不正确。10.【解析】选B。B项,非金属性比较可通过非金属元素的最高价含氧酸酸性强弱说明非金属性强弱,盐酸不是氯的最高价含氧酸,其酸性强弱与氯的非金属性强弱没必然联系;C项,热水中颜色变深,冰水中颜色变浅,可说明升温使反应逆向移动,正反应为放热反应;D项,SO2通入Ba(NO3)2溶液中可被N氧化,生成S,故生成BaSO4沉淀。11.【解析】(1)溶液呈黄色不是发生化学反应所致,说明是溴单质自身的颜色,可利用萃取实验观察有机层颜色,得出结论。(2)溶液呈黄色是发生化学反应所致,发生化学反应即为2Fe2+Br2=2Fe3+2B
15、r-,可利用KSCN溶液检验三价铁离子。答案:(1)Br2CCl4CCl4层显红棕色(2)Fe3+2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-KSCN溶液溶液变为红色【方法技巧】实验方案的评价题目具有一定的开放性,表现在仪器和药品功能的拓展,实验方法和手段的改进,化学实验原理的发展等。虽看似陌生,但落脚点低,与传统判断实验装置及操作错误之处相似,只要平时多思多悟,就能适应实验考查角度的变化,提高解题能力。12.【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)两种碱性物质和酸碱指示剂作用的现象不同于酸,使两种碱性物质变红的是酚酞。(2)钙盐易沉淀,能生成沉淀的溶液首先考虑氢氧化钙溶液。【解析】(1)三种溶液中有
16、两种(氢氧化钠、氢氧化钙)遇酚酞试液变红,另一种(B)不变红的为盐酸。氢氧化钠和氢氧化钙两溶液中,通入CO2可生成白色沉淀的是氢氧化钙(A),则C为氢氧化钠。(2)若将步骤与步骤颠倒,先通入CO2,变浑浊的为氢氧化钙溶液,剩余两溶液之一仍显碱性,遇酚酞试液变红,即为氢氧化钠溶液,另一不使酚酞变红的溶液为盐酸。若用碳酸钠溶液分别加到三种溶液中,会有三种不同现象发生,有沉淀的为氢氧化钙溶液,有气体的为盐酸,无变化的为氢氧化钠溶液。答案:(1)酚酞Ca(OH)2HCl(2)能碳酸钠溶液(合理即可)13.【解题指南】解答本题应注意以下几点:(1)明确SO2的性质,如漂白性、氧化性、还原性、毒性等,选用
17、合适的检验SO2性质的试剂以及尾气处理。(2)HS和S主要差别在前者所有的盐都易溶于水,而后者部分盐不溶于水,这是检验和分离两种离子的关键。【解析】(1)B是检验SO2有漂白性的装置,所盛试剂应为品红溶液。SO2可被碘水氧化而表现还原性,离子反应方程式为SO2+I2+2H2O=S+2I-+ 4H+。(2)A2比A1装置更加节约能源,试剂价格低廉,而且用量可控。(3)证明S可加入氯化钡溶液,生成白色沉淀BaSO3,该沉淀溶于盐酸,生成有漂白性的气体SO2。将加入氯化钡的混合液过滤,向滤液中加入氢氧化钡溶液,又有白色沉淀生成,且该沉淀溶于盐酸,生成有漂白性的气体SO2,则说明HS的存在。答案:(1)品红溶液 SO2+I2+2H2O=S+2I-+4H+(2)不用加热,安全性能高(或易于控制反应进行,反应更充分等合理答案均可)(3)实验操作预期现象与结论步骤2:滴入1滴(或少量)品红溶液,再滴入过量2 molL-1盐酸,振荡若品红溶液褪色(或有气泡),则“吸收液”中存在S步骤3:用试管(或小烧杯)取适量滤液,向其中滴入过量的1 molL-1Ba(OH)2溶液或滴入1滴(或少量)品红溶液,再滴入23滴(或过量)的2 molL-1盐酸,振荡若出现白色沉淀(或品红溶液褪色,或有气泡),则“吸收液”中存在HSw.w.w.k.s.5.u.c.o.m
